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基于IEEE802.15.4e标准的工业物联网安全时间同步策略 被引量:15
1
作者 杨伟 何杰 +2 位作者 万亚东 王沁 李翀 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期2032-2043,共12页
IEEE802.15.4e是一个面向工业物联网应用的MAC层标准,其采用时间同步关键技术实现高可靠、低功耗的工业无线网络.网络空间中存在各式各样攻击,由于时间同步机制是工业无线网络中的核心支撑技术,其可能成为首选的攻击目标.假如攻击者对... IEEE802.15.4e是一个面向工业物联网应用的MAC层标准,其采用时间同步关键技术实现高可靠、低功耗的工业无线网络.网络空间中存在各式各样攻击,由于时间同步机制是工业无线网络中的核心支撑技术,其可能成为首选的攻击目标.假如攻击者对时间同步协议发起攻击,破坏节点之间的同步,将导致网络通信、节点定位以及数据融合等方面应用不能正常工作.针对基于IEEE802.15.4e标准的工业物联网中时间同步协议安全性不足问题,提出了一个安全时间同步策略.首先,提出了Sec_ASN算法保护单跳的ASN时间同步和TOF算法保护单跳的Device-to-Device时间同步;其次,提出了Rank-based入侵检测算法保护多跳时间同步;最后通过理论分析和实验测试证明,该安全时间同步策略具有时间同步精度高和开销低特点,并且能有效防御外部攻击和内部攻击. 展开更多
关键词 ieee802.15.4e 安全 时间同步 工业物联网 攻击
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IEEE802.15.4e标准的安全多跳时间同步协议设计 被引量:3
2
作者 杨伟 王沁 +1 位作者 万亚东 何杰 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第3期175-181,194,共8页
IEEE802.15.4e是工业物联网中最新的MAC层标准,其采用时间同步技术实现高可靠、低功耗的无线网络。由于时间同步机制是工业无线网络中的核心支撑技术,因此其往往成为攻击者的首选攻击目标。针对IEEE802.15.4e标准的多跳时间同步协议存... IEEE802.15.4e是工业物联网中最新的MAC层标准,其采用时间同步技术实现高可靠、低功耗的无线网络。由于时间同步机制是工业无线网络中的核心支撑技术,因此其往往成为攻击者的首选攻击目标。针对IEEE802.15.4e标准的多跳时间同步协议存在安全性不足的问题,提出了一个多跳时间同步安全策略SMTSF。SMTSF安全策略主要采用基于异常的入侵检测算法、基于信任模型的多路径时间同步方法和加密与认证等关键技术,有效保障了节点之间安全地进行多跳时间同步。在基于入侵检测的算法中,边界路由器对节点的Rank值进行规则验证,可以有效检测出时间同步树攻击;同时设计了轻量级防火墙来抵御来自互联网的恶意主机攻击。在基于信任模型的多路径时间同步方法中,通过建立节点之间的信任模型来保障网络中节点可以找到一条安全多跳同步路径。仿真结果表明,SMTSF能有效检测时间同步树攻击并抵御捕获攻击。 展开更多
关键词 ieee802.15.4e 安全 时间同步 工业物联网
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物联网通信协议的安全研究综述 被引量:23
3
作者 杨伟 何杰 +1 位作者 万亚东 王沁 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2018年第12期32-41,共10页
国际标准化组织IEEE和IETF正携手为物联网制定一套高可靠、低功耗、可接入互联网的无线通信协议栈。IEEE主要负责制定物联网通信协议的物理层和链路层的标准,如IEEE802.15.4-2006标准,其中IEEE802.15.4e是最新的链路层的标准。IETF主要... 国际标准化组织IEEE和IETF正携手为物联网制定一套高可靠、低功耗、可接入互联网的无线通信协议栈。IEEE主要负责制定物联网通信协议的物理层和链路层的标准,如IEEE802.15.4-2006标准,其中IEEE802.15.4e是最新的链路层的标准。IETF主要负责制定物联网通信协议的网络层及以上标准,如6LoWPAN,RPL和CoAP标准,其可以将资源受限的传感器节点接入互联网。网络安全是物联网大规模发展的基础,必须设计一套安全高效的机制保障通信协议的正常运行。文中详细介绍了物联网通信协议栈,重点分析和讨论了其安全方面的最新研究进展。最后总结和展望了物联网安全通信协议的研究方向。 展开更多
关键词 物联网 安全 ieee802.15.4e RPL
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基于ETAP的光伏系统直流弧闪计算 被引量:1
4
作者 杨鹏 游永熙 《电器工业》 2025年第1期19-24,共6页
目前仅NFPA 70E有直流弧闪的计算公式,NFPA 70E—2024中提供了Maximum Power法可对直流弧闪进行计算,但此法偏向保守,可能导致需要更高的个人保护装备和更长的工作距离。本文介绍目前国际上认可的直流弧闪计算方法,最后通过ETAP软件进... 目前仅NFPA 70E有直流弧闪的计算公式,NFPA 70E—2024中提供了Maximum Power法可对直流弧闪进行计算,但此法偏向保守,可能导致需要更高的个人保护装备和更长的工作距离。本文介绍目前国际上认可的直流弧闪计算方法,最后通过ETAP软件进行实际执行光伏项目的直流弧闪仿真计算。 展开更多
关键词 直流弧闪 IEEE1584 NFPA 70E 光伏系统
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一种簇状无线传感器网络邀请重传方法 被引量:1
5
作者 万亚东 王沁 张晓彤 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2011年第S2期203-207,共5页
重传是提高网络可靠性的有效手段之一,在高可靠要求的工业无线传感器网络中,大多采用簇状结构,如何在提高现场传感节点的可靠性的同时降低功耗是传感器网络协议设计的重要研究内容.针对簇内传输提出了一种邀请重传机制,通过REQ广播为传... 重传是提高网络可靠性的有效手段之一,在高可靠要求的工业无线传感器网络中,大多采用簇状结构,如何在提高现场传感节点的可靠性的同时降低功耗是传感器网络协议设计的重要研究内容.针对簇内传输提出了一种邀请重传机制,通过REQ广播为传输失败的节点分配重传资源,避免非对称链路ACK丢失引起的无效重传,结合时隙和频道分配,进一步提高传输可靠性.测试和仿真表明,对于小于20%丢包的链路,3次重传基本可以满足可靠传输需求;相对于固定时隙的重传,在满足可靠性的前提下,链路丢包率小于0.4时可以减少约40%的重传次数,降低簇内节点的发送功耗,节约40%~70%时隙资源. 展开更多
关键词 无线传感器网络 可靠性 传输 ieee802.15.4e
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工业物联网应用中多时隙帧调度算法研究 被引量:8
6
作者 闵明慧 杨志家 +1 位作者 李中胜 刘志峰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期15-21,26,共8页
研究工业物联网中延迟约束的多种采样周期数据调度问题,以降低数据传输过程中的功耗与延迟及增加网络容量为目标,提出基于负载的多时隙帧调度算法。利用快刷新率设备的优先调度策略,满足不同采样周期数据的实时性需求。采用图论中匹配... 研究工业物联网中延迟约束的多种采样周期数据调度问题,以降低数据传输过程中的功耗与延迟及增加网络容量为目标,提出基于负载的多时隙帧调度算法。利用快刷新率设备的优先调度策略,满足不同采样周期数据的实时性需求。采用图论中匹配和着色理论实现通信资源的确定性分配,解决网络中的干扰和冲突问题。仿真结果表明,该算法可在保证数据传输可靠性和实时性的基础上,充分利用有限的通信资源增加网络容量及降低功耗。 展开更多
关键词 工业物联网 ieee802.15.4e协议 时隙通道跳频模式 调度 多时隙帧
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利用ZigBee技术构建无线传感器网络 被引量:107
7
作者 王东 张金荣 +2 位作者 魏延 曹长修 唐政 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期95-97,110,共4页
通过对新型、开放的无线互联技术Z igBee技术的分析;结合传感器技术、Z igBee、IEEE1451.2技术、路由协议,构建了一种无线传感器网络.分析讨论了基于“燃气表数据无线传输系统”的无线传感器结构和无线传感器网络的实现.
关键词 ZIGBEE技术 IEEE 802.15.4 无线传感器网络
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非饱和态802.15.4网络吞吐量建模分析 被引量:18
8
作者 陆阳 方梅 +1 位作者 官骏鸣 盛锋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1037-1041,共5页
IEEE802.15.4是目前无线传感器网络中的主要协议,实际应用中由于无线传感器网络的工作特点,这类802.15.4网络多工作于非饱和态,而现有的对其建模研究通常假设网络处于饱和态。在分析时隙CSMA/CA的IEEE802.15.4MAC协议基础上,使用M/C/1/... IEEE802.15.4是目前无线传感器网络中的主要协议,实际应用中由于无线传感器网络的工作特点,这类802.15.4网络多工作于非饱和态,而现有的对其建模研究通常假设网络处于饱和态。在分析时隙CSMA/CA的IEEE802.15.4MAC协议基础上,使用M/C/1/K排队系统理论,建立了新的Markov链模型。并在此基础上,推导出网络的吞吐量表达式。仿真结果表明,该模型能准确反映网络吞吐量的变化。 展开更多
关键词 无线传感器网络 IEEE802.15.4 马尔可夫链 吞吐量
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基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络 被引量:26
9
作者 郑霖 曾志民 +1 位作者 万济萍 王建明 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第7期86-88,共3页
设计实现了一种基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络,传感器对周围的环境进行监测,内嵌的单片机对数据进行处理,通过基于IEEE802.15.4标准的无线模块进行无线传输,构成一个无线传感器网络。对无线传感器的结构设计和无线传输网络的具... 设计实现了一种基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络,传感器对周围的环境进行监测,内嵌的单片机对数据进行处理,通过基于IEEE802.15.4标准的无线模块进行无线传输,构成一个无线传感器网络。对无线传感器的结构设计和无线传输网络的具体实现过程进行了阐述,最后,给出了实验数据,并进行了分析。 展开更多
关键词 IEEE 802.15.4标准 无线传感器网络 模块化设计
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一种无线传感器网络与以太网间的接入系统研究 被引量:5
10
作者 霍宏伟 张宏科 +2 位作者 牛延超 郜帅 张思东 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期45-50,共6页
无线传感器网络(WSN)与现有网络基础结合是WSN研究中必须解决的技术问题之一.本文分析了WSN接入以太网存在问题,总结了基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络的特点.设计了一套这种无线传感器网络与以太网间的接入系统.该系统遵循6LoWPAN规... 无线传感器网络(WSN)与现有网络基础结合是WSN研究中必须解决的技术问题之一.本文分析了WSN接入以太网存在问题,总结了基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络的特点.设计了一套这种无线传感器网络与以太网间的接入系统.该系统遵循6LoWPAN规范,解决了WSN节点的IPv6地址自动配置问题;设计了接入网关;定义了信息与控制数据格式.实现了一套应用验证系统并进行了实验;对网络性能进行了分析.实验结果表明该设计简单有效,能够完成WSN的高效接入,在工程实践中具有实用价值. 展开更多
关键词 无线传感器网络 IEEE 802.15.4 IPV6 以太网
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甚低功耗无线通信技术——ZigBee 被引量:27
11
作者 张平 康桂霞 田辉 《中兴通讯技术》 2006年第4期21-25,共5页
ZigBee技术作为无线传感器网络的主要支撑技术获得人们广泛的关注。完整的ZigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。网络层以上协议由ZigBee联盟制订,物理层和媒体访问控制(MAC)层采用IEEE802.15.4... ZigBee技术作为无线传感器网络的主要支撑技术获得人们广泛的关注。完整的ZigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。网络层以上协议由ZigBee联盟制订,物理层和媒体访问控制(MAC)层采用IEEE802.15.4标准。IEEE802.15.4物理层简单采用比特到符号映射技术、符号到码片序列转换技术、偏移正交相移键控(OQPSK)调制技术,无须信道编码等复杂算法;MAC层采用载波监听多址-冲突避免技术,支持休眠模式。整个协议的设计使得ZigBee技术具有数据传输速率低、功耗低、成本低等特点,更加适合于工业监控系统、传感器网络、家庭监控系统、安全系统等应用。 展开更多
关键词 无线传感器网络 ZIGBEE技术 IEEE 802.15.4协议 物理层 多址接入控制
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基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络性能分析 被引量:6
12
作者 向碧群 李艳体 +1 位作者 王小平 李云 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第12期4684-4687,共4页
通过将IEEE 802.15.4标准中的超帧与无线传感器网络的LEACH协议结合,在星型网络拓扑下,网络节点通过申请超帧中的GTS来进行无冲突的数据通信,对使用GTS传输数据的这一过程进行了研究,从理论上分析了无线传感器网络的网络性能。仿真结果... 通过将IEEE 802.15.4标准中的超帧与无线传感器网络的LEACH协议结合,在星型网络拓扑下,网络节点通过申请超帧中的GTS来进行无冲突的数据通信,对使用GTS传输数据的这一过程进行了研究,从理论上分析了无线传感器网络的网络性能。仿真结果说明了网络控制参数对网络性能的影响,为今后无线传感器网络应用中的参数配置提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 IEEE 802.15.4 无线传感器网络 超帧 保证时隙 低功耗自适应分簇拓扑协议
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基于ZigBee无线传感器网络的防误闭锁系统 被引量:6
13
作者 陈冲 王瑞闯 +2 位作者 张乐斌 李传虎 李刚 《现代电力》 2009年第5期27-31,共5页
针对传统微机防误闭锁操作规程繁琐和实时性差的缺点,提出一种应用ZigBee无线传感器网络的新型防误闭锁系统方案。首先介绍ZigBee协议和网络结构,分析Zig-Bee技术用于防误闭锁系统的优势,然后选用Jennic公司JN5139-Z01-M02 ZigBee模块... 针对传统微机防误闭锁操作规程繁琐和实时性差的缺点,提出一种应用ZigBee无线传感器网络的新型防误闭锁系统方案。首先介绍ZigBee协议和网络结构,分析Zig-Bee技术用于防误闭锁系统的优势,然后选用Jennic公司JN5139-Z01-M02 ZigBee模块进行防误闭锁系统的通信网络设计,主要包括End-Device节点的硬件结构,Zigbee网络的组建方法和用于防误闭锁系统的工作流程。测试结果表明该系统具备防误闭锁功能和所监测设备状态实时更新的功能,具有一定的可靠性和实时性。 展开更多
关键词 防误闭锁 无线传感器网络 ZIGBEE IEEE802.15.4
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ZigBee树型路由算法的改进 被引量:21
14
作者 戚剑超 魏臻 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期529-532,537,共5页
ZigBee技术是为无线传感器网络技术设计的一项新兴的低成本、低功耗的短距离无线通信技术,具有强大的组网能力,其中路由算法是网络层研究的关键问题。文章重点研究了ZigBee协议网络层的路由算法,分析了树型路由算法和AODVjr路由算法,并... ZigBee技术是为无线传感器网络技术设计的一项新兴的低成本、低功耗的短距离无线通信技术,具有强大的组网能力,其中路由算法是网络层研究的关键问题。文章重点研究了ZigBee协议网络层的路由算法,分析了树型路由算法和AODVjr路由算法,并在此基础上对树型路由算法提出了一种改进算法(ITRA),该改进算法改善了原有算法路由跳数过大的问题,最后通过实验检验算法的实际效果。 展开更多
关键词 无线传感器 ZIGBEE协议 IEEE 802.15.4标准
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无线传感器网络链路质量测量问题研究 被引量:5
15
作者 赵海 朱思远 +1 位作者 孙佩刚 张希元 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期193-196,共4页
对影响无线传感器网络链路质量的几个因素进行分析,根据分析结果,在IEEE 802.15.4协议标准基础上,对MAC层帧格式、数据传输机制等做出相应修改,进而设计出一种用于测量无线传感器网络链路质量的方法.该方法避免了由于帧长度不同而带来... 对影响无线传感器网络链路质量的几个因素进行分析,根据分析结果,在IEEE 802.15.4协议标准基础上,对MAC层帧格式、数据传输机制等做出相应修改,进而设计出一种用于测量无线传感器网络链路质量的方法.该方法避免了由于帧长度不同而带来的影响,使传感器节点能够更好地对通信链路进行数据采集.最后,分别运用IEEE 802.15.4与修改后的方法进行实际测量,对所测得的数据进行了分析、比较和评价. 展开更多
关键词 无线传感器网络 IEEE 802.15.4 链路质量测量 链路评估 包交付率
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基于信标时序补偿的机械振动无线传感器网络同步触发方法 被引量:5
16
作者 裴勇 汤宝平 +1 位作者 邓蕾 肖鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期57-62,共6页
针对无线传感器网络(WSN)在实现机械振动同步采集过程中,采集节点应该同时触发采集命令,同步触发误差应在一个采样周期内的要求,设计了一种基于信标时序补偿思想的WSN同步触发协议STBTC_P(the Synchronization Trigger protocol based o... 针对无线传感器网络(WSN)在实现机械振动同步采集过程中,采集节点应该同时触发采集命令,同步触发误差应在一个采样周期内的要求,设计了一种基于信标时序补偿思想的WSN同步触发协议STBTC_P(the Synchronization Trigger protocol based on Beacon Timing Compensation)。协议基于IEEE 802.15.4协议标准开发多跳树状网络,以信标负载方式传输采集命令,在利用集中关联信标分配法避免信标冲突并实现全网时钟同步后,采用基于信标时序补偿思想的同步触发方法实现机械振动采集命令的多跳同步触发,为最终提高机械振动同步采集精度创造使能条件。最后,在自研采集节点WSN-G2上运行STBTC_P协议,并验证了其有效性。 展开更多
关键词 无线传感器网络 机械振动 同步采集 IEEE 802.15.4
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基于优先级的IEEE802.15.4 CSMA/CA建模与分析 被引量:11
17
作者 周明伟 樊晓平 刘少强 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期422-426,共5页
针对基于IEEE 802.15.4协议CSMA/CA机制的实时监测系统,为了分析CSMA/CA参数设置对网络性能的影响,建立了一个引入优先级信号处理的马尔可夫链数学模型,分析和比较了分别设置优先级信号和普通信号的协议参数,对优先级信号实时性和整体... 针对基于IEEE 802.15.4协议CSMA/CA机制的实时监测系统,为了分析CSMA/CA参数设置对网络性能的影响,建立了一个引入优先级信号处理的马尔可夫链数学模型,分析和比较了分别设置优先级信号和普通信号的协议参数,对优先级信号实时性和整体网络性能的影响。结果表明,综合考虑网络规模和网络中信号产生情况,合理地分别设置两种信号的CSMA/CA协议参数,可以提高优先级信号的实时性,而对普通信号的影响较小。 展开更多
关键词 IEEE 802.15.4 CSMA/CA马尔可夫链模型 实时性
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基于马尔可夫链的IEEE 802.15.4网络防丢包信道访问机制研究 被引量:3
18
作者 程宏斌 乐德广 +2 位作者 王晓喃 王海军 孙霞 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期899-902,共4页
为了降低IEEE 802. 15. 4MAC层数据帧丢包率,在分析丢包率的原因基础上,提出了一种基于Markov链的信道竞争机制模型。通过对网络发送、退避和信道检测状态的稳态概率进行数学推导,研究了信道碰撞和数据帧的丢包率分析式,研究了参数数据... 为了降低IEEE 802. 15. 4MAC层数据帧丢包率,在分析丢包率的原因基础上,提出了一种基于Markov链的信道竞争机制模型。通过对网络发送、退避和信道检测状态的稳态概率进行数学推导,研究了信道碰撞和数据帧的丢包率分析式,研究了参数数据包到达速率、节点数量、误码率、后退指数、后退等待次数对碰撞概率和丢包率的影响。实验结果表明,与节点无休眠态的IEEE 802. 15. 4网络相比,节点丢包率平均降低了23. 7%,模型较好地描述了提出的MAC层信道访问机制,合理的网络参数设置能够优化数据帧丢包率,研究结果对无线传感网的应用提供了可靠传输优化参考。 展开更多
关键词 IEEE 802.15.4媒体接入控制 马尔可夫链 碰撞概率 丢包率
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ZigBee网络层协议的分析与设计 被引量:25
19
作者 杨诚 聂章龙 《计算机应用与软件》 CSCD 2009年第12期219-221,240,共4页
目前,国内对ZigBee无线传感器网络的研究主要是以ZigBee技术应用为主,尚没有对外公布的协议栈,基本上是在某些公司提供的底层协议API接口基础之上实现开发。在深入分析ZigBee协议架构的基础之上,重点对ZigBee网络层协议的设计作了详细... 目前,国内对ZigBee无线传感器网络的研究主要是以ZigBee技术应用为主,尚没有对外公布的协议栈,基本上是在某些公司提供的底层协议API接口基础之上实现开发。在深入分析ZigBee协议架构的基础之上,重点对ZigBee网络层协议的设计作了详细阐述。 展开更多
关键词 无线传感器网络 ZIGBEE ZigBee网络层协议 IEEE 802.15.4
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基于CDMA模块的无线传感器网络网关的实现 被引量:18
20
作者 欧杰峰 刘兴华 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期115-116,124,共3页
无线传感器网络网关是整个网络的数据出口,具有举足轻重的作用。文章介绍了无线传感器网络的体系结构,分析了网关节点的特点和功能,比较了几种可能的网关接入技术,在此基础上提出了基于CDMA模块的网关实现方案。
关键词 无线传感器网络 网关 IEEE802.15.4标准 CDMA模块
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